CN116073372A - 一种基于智慧用电的安全监控管理***及方法 - Google Patents

一种基于智慧用电的安全监控管理***及方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种基于智慧用电的安全监控管理***及方法,涉及用电***领域。该智慧用电的安全监控管理***包括区域监控模块、区域信息接收模块、异常检测模块和电量负荷监测模块;所述区域监控模块根据区域用电性质的区别,分类用电区域,所述区域信息接收模块接收区域内电力设备传输的数据,并且能够主动地获取指定的电力数据;所述异常检测模块将数据进行分析,查找异常输电线路;所述电量负荷监测模块基于预期发电量,计算时间段内用电缺口,做出限电调电计划。该方法优化了输电线路的选择,优化了对输送线路表面温度的检测方式,及时准确发现异常,实现电力的统筹调度和提前预警,避免供电不足的情况出现。

Description

一种基于智慧用电的安全监控管理***及方法
技术领域
本发明涉及用电***领域,具体为一种基于智慧用电的安全监控管理***及方法。
背景技术
电力资源的发现和应用引领了第二次工业化高潮。对电力的应用极大地改变了社会生产和人类生活,随着用电需求的迅猛增长,电力供给压力变大,电力运输趋向高压和特高压运输,同时带来了电力应用方面的风险,且电力应用方向的风险易造成极大人员伤害和财产损失;对用电进行***尤为重要;
智慧用电是用电监测领域的新兴方法,基于智能化的物联网监管***和与之对应的社会管理方法,对用电过程进行能耗监管和安全防控;智慧用电***可将通知信息发送到PC端、手机app端及通过短信电话提醒用户,实现了对用电信息的实时监控和消息的迅速传输,建立起了有效的监控机制,使得电气用电隐患和电路故障及时被发现,并监测分析事故起因,从用电侧到供电侧实现全面监控;
现有智慧用电***基于具体的用电设备管理,缺少统筹管理方法,且对输电调度关注较少,对用电区域的划分较为粗放,同时对运输线路状况的监测不够精准,导致安全隐患大,现提出一种基于智慧用电的安全监控管理***及方法来解决上述问题。
发明内容
本发明的目的在于提供一种基于智慧用电的安全监控管理***及方法,来解决上述背景技术中提出的问题。
为实现上述目的,本发明提供如下技术方法:一种基于智慧用电的安全监控管理***及方法,其特征在于:该安全监控管理***包括区域监控模块、区域信息接收模块、异常检测模块和电量负荷监测模块;
所述区域监控模块根据区域用电性质的区别,分类用电区域,切换***对不同区域的关注程度,并选定关注的区域,所述区域信息接收模块接收区域内电力设备传输的数据,并且能够主动地获取指定的电力数据;所述异常检测模块将数据进行分析,查找异常输电线路和用电节点;所述电量负荷监测模块基于预期发电量,计算时间段内用电缺口,做出限电调电计划;
通过上述技术方案,可以实现针对不同用电区域区别化监控,重点监控用电负荷大的区域,合理利用***算力,实现对区域关注度的灵活切换,在选定关注区域后,区域信息接收模块通过电网***,捕获区域内各单位的用电情况,异常检测模块基于数据进行分析,比对往期数据和标准数据,分析得到预测结果,对异常节点进行故障分析判断;电量负荷监测模块基于发电量和用电情况,计算电网负荷量,并进行用电预期计算,通过限电和调电手段,优先保证重点区域的供应,实现区域的轮换供电;
根据上述技术方案,所述区域监控模块包括区域用电监控单元、区域线路监控单元和区域送电监控单元;
所述区域用电监控单元记录存储区域内用电单位,根据用电单位进行分类,得到不同区域的用电载荷情况;所述区域线路监控单元基于区域内用电单位的变化情况,变更输电线路;所述区域送电监控单元对区域内发电厂和变电站进行监控,监测发电厂送电量和变电站工作状态;
根据上述技术方案,所述区域信息接收模块包括用户信息单元、电路信息单元和信息查找单元;
所述用户信息单元捕获用电单位的用电信息,所述电路信息单元监测电路运输线路的负载情况,并监测电路的电流电压信息,所述信息查找单元用来实现对具体用电单位或具体电路传输节点的查询关注,
根据上述技术方案,所述异常检测模块包括数据分析单元、异常上报单元和数据可视化单元;
所述数据分析单元在选定特定分析对象后,基于负荷曲线进行匹配分析,得到具体分析结果,所述异常上报单元基于分析单元的结果,将异常数据上报,所述数据可视化单元将数据转换为可视化信息,图像化表示;
根据上述技术方案,所述电量负荷监测模块包括电量监测单元和综合调配单元;
所述电量监测单元统筹计算区域内总用电量,对用电超出的单位进行监测限电,所述综合调配单元进行区域间用电的调配,均衡区域间用电压力;
一种基于智慧用电的安全监控管理方法,该方法包括以下步骤:
S1、获取用电用户信息,输电线路信息和实现特定信息的精准查询;
S2、基于捕获的数据进行分析并可视化,对异常状态进行上报处理;
S3、选定关注用电区域,并实时调度,优化区域内送电选择;
S4、统筹计算区域总用电情况,规划区域用电和输电之间的平衡,并在区域之间进行输电调度。
根据上述技术方案,在步骤S1中,在电网接入环节中,记录用电用户的信息,所述用户信息单元用于记录用户用电性质,其中用户分为商业用电用户和民用用电用户,由于民用用电量小,可将一个区域内的民用用电用户统合成一个单元,进行总的管理,该划分可按照小区、街道或商业街为一个单位;所述电路信息单元,基于故障录波器和红外温度监控设备,监测电压和电流量,运行线路的表面温度,获取传输电路中的所有相关信息;所述信息查找单元用于按照检所要求,查找相关信息,具体的,该信息查找单元可根据用电用户具体名称进行查找;设定用户用电量,筛选出用电量超标的用户,并进行标记;按照传输线路进行信息查找,所述传输线路由各个节点进行区别,命名为“xx-yy-zz”自发电运输方向至输电端口方向进行描述命名,xx表示为靠近发电端的节点,yy表示为靠近输电端口方向的节点,zz表示为该段传输线路的长度,该信息查找单元可按照传输线路名称进行查找,搜索传输线路的电流电压和负载信息,电路表面温度信息;本步骤旨在对整个供电网络进行信息的查找和存储记录,实现数据的量化录入和存储,以及对数据方便快速检索。
根据上述技术方案,在步骤S2中,基于步骤S1捕获的数据,进行数据分析;对用电端口用电情况进行分析处理,分析不同时段用电端口的峰值用电量,并统合所有用电端口的用电数据,计算不同时刻内,区域用电总量的负荷,绘制用电负荷曲线,基于用电负荷曲线进行匹配分析,以时间为x轴,端口用电总量为y轴,绘制用电曲线负荷图,并按照日期和端口号进行曲线负荷图的命名;当曲线y值超过对应供电变电站输出电量时,表示该时刻供电超负荷,由异常上报单元进行数据抛出,并上报给工作人员,提示该用电端口存在供电不足和传输线路高负荷的问题;分析不同时刻变电站电压变化,对于升压变电站的电压波动数据进行分析,基于变电站设计电压和变电站实际电压,升压变电站的波动值不应超过规格书要求,若波动明显超过阈值,对异常进行上报处理;对运输电路进行分析处理,在上述S1中,所述线路根据节点进行了划分,对于性能相近和型号一直的输电线路设备,在正常运行时,表面温度差距小,现引入皮尔逊相关系数,来分析温度差异,检测线路温度异常:
S201、分类不同段的传输线路,基于线路用材,传输线路电压大小和设计规格来划分,对相同用材,且载荷电压相同的线路进行比较;
S202、获取相似传输线路的温度值,记每段线路为Ri(i=1,2,3···n),为减小检测误差,在每个节点设置一个红外温度监测设备,测量得到线路温度值Ri,j和Ri,j+1,为同一条线路的左右两个红外温度监测设备的检测结果;计算所有相似线路的平均温度值
Figure BDA0004057325550000041
S203、计算温度相似度
Figure BDA0004057325550000042
S204、对温度相似度低的线路进行异常抛出,并上报处理。
根据上述技术方案,在步骤S3中,基于区域用地功能划分用电区域,划分居民住宅区为低能耗区域,划分商业办公楼区域为中等能耗区域,划分传统工业区为高能耗区域,在高能耗区域中,区域内含有电解工业的企业,按照企业规模划分,大型电解工业企业划分为极高能耗,中小型电解工业企业划分为高能耗;收集区域内用电单位变迁信息,并重点关注高能耗企业的变更,调整区域能耗的划分,以便在电力输送时,根据用电区域的用电信息,对用电区域进行划分,以精准量化不同区域的用电情况;对区域内输电线路进行监控,检测输电线路的电流电压,对区域内的发电厂和变电站进行监控,检测发电站的发电功率,变电站接受电能和电能分配情况;同时基于S2检测异常的数据,评估不同区域异常发生频率,划分高频异常区域为隐患区域;在选定用电区域后,基于监控得到的信息,按照变电站输送功率和变电站输送范围内用电载荷,判断变电站工作负载,并就近调取最近负荷最小变电站分担输电压力;按照如下步骤进行电力的输送:
S301:构建任务列表:D={d1,d2,d3,···,dm},dm为一个数据结构,表示每个用电单位和其需求供电量;
S302:构建变电站列表:TS={T1,T2,T3,···,Tn},Ti表示为每个变电站,定义每个变电站输送能力为TTi
S303:总的区域输送电量为SE=SUM<D>,即输送总电量为任务列表内所有用电单位需求的电量总和,计划平均每个变电站输出电量为
Figure BDA0004057325550000051
n为该区域内变电站总的数量;
S304:对比TTi和ETi,当TTi大于ETi时,将该变电站Ti加入数列OM,该数列OM包含的变电站输送能力弱于区域要求的平均输出额度;当TTi小于ETi时,将该变电站Ti加入数列NM,该数列NM包含的变电站输送能力强于区域要求平均输出额度;
S305:计算从变电站Ti到输电端口Y的消耗公式,即
Figure BDA0004057325550000052
其中I表示从变电站Ti到输电端口Y的电流,R表示为电阻,∝为曲折系数,表示构建输送线路时的路线变化带来的线路曲折程度,该曲折系数由具体运输线路状况决定,DIS表示为输电线路长度;
S306:记录COSTiy为权重,根据变电站的输电能力赋值权重系数σ,对变电站输电能力强于区域要求平均输出额度的,σ值大,对变电站输电能力弱于区域要求平均输出额度的,σ值小,σ是一个常参数,可由软件拟真获取;计算变电站Ti到输电端口的带权重的曼哈顿距离H(iy)=σCOSTiy(|Xi-XY|+|Yi-YY|);(|Xi-XY|+|Yi-YY|)是变电站到输电端口的距离;
S307:遍历所有变电站至输电端口的曼哈顿距离,对每个输电端口而言,接收来自最短曼哈顿距离的变电站的电力输送,其中,对一个输电端口而言,当多个变电站到其的曼哈顿距离值在一个范围r内,r为浮动取值,表达为一个较小的误差允许值,在实际输电过程中,实际误差因为精度原因,能够被允许,优先选取来自数列OM的变电站进行电力输送,此方法旨在降低输送损耗的同时,最大化释放高输出功率的变电站的工作效率,为高能耗输电端口储备稳定的电力输送资源;
根据上述技术方案,在步骤S4中,统筹计算区域总用电情况,并根据不同区域之间用电差异,进行电路的调度输送和限制,以均衡用电;在高能耗区域进行限电管理,基于发电厂供应电量和区域内用电设施的优先级进行分类管理,优先对重要的不能停机的企业进行供电输送,同时调度区域内其他企业进行错峰生产,以减少高峰用电期间的输电压力,同时基于发电厂供电预期,对预期供电不足情况进行预估,进行限电预警,并搜索其他用电负荷小的区域,从其他区域进行输电调度;对于低能耗的区域,进行输电合并,并切换输电功率较低的发电厂和变电站对低能耗区域进行供电;基于往年用电情况,***学习预测用电高峰期,提前为供电不足情况进行预案,提高发电设备效率,或跨区调度输电。
与现有技术相比,本发明所达到的有益效果是:
1、本发明优化了输电线路的选择,减少了输电过程中的消耗,并释放了高输出功率的发电厂和变电站工作负荷,使其能够为高能耗区域提供稳定电力输送。
2、本发明优化了对输送线路表面温度的检测方式,减小了误差,并引入了相似公式,及时准确发现温度异常的输送线路段。
3、本发明基于历史数据和供电预期,兼顾不同区域的用电情况,实现电力的统筹调度和提前预警,避免供电不足的情况出现。
附图说明
附图用来提供对本发明的进一步理解,并且构成说明书的一部分,与本发明的实施例一起用于解释本发明,并不构成对本发明的限制。在附图中:
图1为本发明一种基于智慧用电的安全监控管理***的模块组成图;
图2为本发明一种基于智慧用电的安全监控管理方法的步骤示意图;
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图,对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述,显然,所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例,而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例,本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例,都属于本发明保护的范围。
如图1~图2所示,本发明提供如下方法:一种基于智慧用电的安全监控管理***及方法,如图1所示,该安全监控管理***包括区域监控模块、区域信息接收模块、异常检测模块和电量负荷监测模块;
所述区域监控模块根据区域用电性质的区别,分类用电区域切换***对不同区域的关注程度,并选定关注的区域所述区域信息接收模块接收区域内电力设备传输的数据,并且能够主动地获取指定的电力数据;所述异常检测模块将数据进行分析,查找异常用电节点;所述电量负荷监测模块基于预期发电量,计算时间段内用电缺口,做出限电调电计划,重点监控用电负荷大的区域,合理利用***算力,实现对区域关注度的灵活切换,在选定关注区域后,区域信息接收模块通过电网***,捕获区域内各单位的用电情况,异常检测模块基于数据进行分析,比对往期数据和标准数据,分析得到预测结果,对异常节点进行故障分析判断;电量负荷监测模块基于发电量和用电情况,计算电网负荷量,并进行用电预期计算,通过限电和调电手段,优先保证重点区域的供应,实现区域的轮换供电;
在图1中,所述区域监控模块包括区域用电监控单元、区域线路监控单元和区域送电监控单元;
所述区域用电监控单元记录存储区域内用电单位,根据用电单位进行分类,得到不同区域的用电载荷情况;所述区域线路监控单元基于区域内用电单位的变化情况,变更输电线路;所述区域送电监控单元对区域内发电厂和变电站进行监控,监测发电厂送电量和变电站工作状态;
在图1中,所述区域信息接收模块包括用户信息单元、电路信息单元和信息查找单元;
所述用户信息单元捕获用电单位的用电信息,所述电路信息单元监测电路运输线路的负载情况,并监测电路的电流电压信息,所述信息查找单元用来实现对具体用电单位或具体电路传输节点的查询关注;
在图1中,所述异常检测模块包括数据分析单元、异常上报单元和数据可视化单元;
所述数据分析单元在选定特定分析对象后,基于负荷曲线进行匹配分析,得到具体分析结果,所述异常上报单元基于分析单元的结果,将异常数据上报,所述数据可视化单元将数据转换为可视化信息,图像化表示;
所述电量负荷监测模块包括电量监测单元和综合调配单元;
所述电量监测单元统筹计算区域内总用电量,对用电超出的单位进行监测限电,所述综合调配单元进行区域间用电的调配,均衡区域间用电压力;
如图2所示,一种基于智慧用电的安全监控管理方法,该方法包括以下步骤:
S1、获取用电用户信息,输电线路信息和实现特定信息的精准查询;在步骤S1中,在电网接入环节中,记录用电用户的信息,所述用户信息单元用于记录用户用电性质,其中用户分为商业用电用户和民用用电用户,由于民用用电量小,可将一个区域内的民用用电用户统合成一个单元,进行总的管理,该划分可按照小区、街道或商业街为一个单位;所述电路信息单元,基于故障录波器和红外温度监控设备,监测电压和电流量,运行线路的表面温度,获取传输电路中的所有相关信息;所述信息查找单元用于按照检所要求,查找相关信息,具体的,该信息查找单元可根据用电用户具体名称进行查找;设定用户用电量,筛选出用电量超标的用户,并进行标记;按照传输线路进行信息查找,所述传输线路由各个节点进行区别,命名为“xx-yy-zz”自发电运输方向至输电端口方向进行描述命名,xx表示为靠近发电端的节点,yy表示为靠近输电端口方向的节点,zz表示为该段传输线路的长度,该信息查找单元可按照传输线路名称进行查找,搜索传输线路的电流电压和负载信息,电路表面温度信息;本步骤旨在对整个供电网络进行信息的查找和存储记录,实现数据的量化录入和存储,以及对数据方便快速检索。
S2、基于捕获的数据进行分析并可视化,对异常状态进行上报处理;在步骤S2中,基于步骤S1捕获的数据,进行数据分析;对用电端口用电情况进行分析处理,分析不同时段用电端口的峰值用电量,并统合所有用电端口的用电数据,计算不同时刻内,区域用电总量的负荷,绘制用电负荷曲线,基于用电负荷曲线进行匹配分析,以时间为x轴,端口用电总量为y轴,绘制用电曲线负荷图,并按照日期和端口号进行曲线负荷图的命名;当曲线y值超过对应供电变电站输出电量时,表示该时刻供电超负荷,由异常上报单元进行数据抛出,并上报给工作人员,提示该用电端口存在供电不足和传输线路高负荷的问题;分析不同时刻变电站电压变化,对于升压变电站的电压波动数据进行分析,基于变电站设计电压和变电站实际电压,升压变电站的波动值不应超过规格书要求,若波动明显超过阈值,对异常进行上报处理;对运输电路进行分析处理,在上述S1中,所述线路根据节点进行了划分,对于性能相近和型号一直的输电线路设备,在正常运行时,表面温度差距小,现引入皮尔逊相关系数,来分析温度差异,检测线路温度异常:
S201、分类不同段的传输线路,基于线路用材,传输线路电压大小和设计规格来划分,对相同用材,且载荷电压相同的线路进行比较;
S202、获取相似传输线路的温度值,记每段线路为Ri(i=1,2,3···n),为减小检测误差,在每个节点设置一个红外温度监测设备,测量得到线路温度值Ri,j和Ri,j+1,为同一条线路的左右两个红外温度监测设备的检测结果;计算所有相似线路的平均温度值
Figure BDA0004057325550000091
S203、计算温度相似度
Figure BDA0004057325550000092
S204、对温度相似度低的线路进行异常抛出,并上报处理。
S3、选定关注用电区域,并实时调度,优化送电选择;在步骤S3中,基于区域用地功能划分用电区域,划分居民住宅区为低能耗区域,划分商业办公楼区域为中等能耗区域,划分传统工业区为高能耗区域,在高能耗区域中,区域内含有电解工业的企业,按照企业规模划分,大型电解工业企业划分为极高能耗,中小型电解工业企业划分为高能耗;收集区域内用电单位变迁信息,并重点关注高能耗企业的变更,调整区域能耗的划分;同时基于S2检测异常的数据,评估不同区域异常发生频率,划分高频异常区域为隐患区域;对区域内输电线路进行监控,检测输电线路的电流电压,对区域内的发电厂和变电站进行监控,检测发电站的发电功率,变电站接受电能和电能分配情况;在选定用电区域后,基于监控得到的信息,按照变电站输送功率和变电站输送范围内用电载荷,判断变电站工作负载,并就近调取最近负荷最小变电站分担输电压力;按照如下步骤进行电力的输送:
S301:构建任务列表:D={d1,d2,d3,···,dm},dm为一个数据结构,表示每个用电单位和其需求供电量;
S302:构建变电站列表:TS={T1,T2,T3,···,Tn},Ti表示为每个变电站,定义每个变电站输送能力为TTi
S303:总的区域输送电量为SE=SUM<D>,即输送总电量为任务列表内所有用电单位需求的电量总和,计划平均每个变电站输出电量为
Figure BDA0004057325550000101
n为该区域内变电站总的数量;
S304:对比TTi和ETi,当TTi大于ETi时,将该变电站Ti加入数列OM,该数列OM包含的变电站输送能力弱于区域要求的平均输出额度;当TTi小于ETi时,将该变电站Ti加入数列NM,该数列NM包含的变电站输送能力强于区域要求平均输出额度;
S305:计算从变电站Ti到输电端口Y的消耗公式,即
Figure BDA0004057325550000102
其中I表示从变电站Ti到输电端口Y的电流,R表示为电阻,∝为曲折系数,表示构建输送线路时的路线变化带来的线路曲折程度,该曲折系数由具体运输线路状况决定,DIS表示为输电线路长度;
S306:记录COSTiy为权重,根据变电站的输电能力赋值权重系数σ,对变电站输电能力强于区域要求平均输出额度的,σ值大,对变电站输电能力弱于区域要求平均输出额度的,σ值小,σ是一个常参数,可由软件拟真获取;计算变电站Ti到输电端口的曼哈顿距离H(iy)=σCOSTiy(|Xi-XY|+|Yi-YY|);(|Xi-XY|+|Yi-YY|)是变电站到输电端口的平面距离;
S307:遍历所有变电站至输电端口的曼哈顿距离,对每个输电端口而言,接收来自最短曼哈顿距离的变电站的电力输送,其中,对一个输电端口而言,当多个变电站到其的曼哈顿距离值在一个范围r内,r为浮动取值,表达为一个较小的误差允许值,在实际输电过程中,实际误差因为精度原因,能够被允许;优先选取来自数列OM的变电站进行电力输送;
S4、统筹计算区域总用电情况,规划区域用电和输电之间的平衡,并在区域之间进行输电调度;在步骤S4中,统筹计算区域总用电情况,并根据不同区域之间用电差异,进行电路的调度输送和限制,以均衡用电;在高能耗区域进行限电管理,基于发电厂供应电量和区域内用电设施的优先级进行分类管理,优先对重要的不能停机的企业进行供电输送,同时调度区域内其他企业进行错峰生产,以减少高峰用电期间的输电压力,同时基于发电厂供电预期,对预期供电不足情况进行预估,进行限电预警,并搜索其他用电负荷小的区域,从其他区域进行输电调度;对于低能耗的区域,进行输电合并,并切换输电功率较低的发电厂和变电站对低能耗区域进行供电;基于往年用电情况,***学习预测用电高峰期,提前为供电不足情况进行预案,提高发电设备效率,或跨区调度输电。
实施例1
在步骤S3中,选定区域内有3个变电站,分别为T1,T2,T3,变电站输送电能力为TT1,TT2,TT3;其中TT2大于计划平均每个变电站输出电量ET3;有5个用电单位,分别的用电任务为d1,d2,d3,d4,d5,T2加入数列NM,T1和T3加入数列OM,计算从变电站Ti到输电端口Y的消耗公式,即
Figure BDA0004057325550000111
经过基于不同电流、电阻、曲折系数、输电能力和距离进行软件计算,得到COST11=2.7,COST12=3.0,COST13=2.5,COST14=4.1,COST15=3.7;COST21=1.7,COST22=2.5,COST23=2.8,COST24=7.1,COST25=2.9;COST31=2.2,COST32=2.0,COST33=2.8,COST34=4.1,COST35=3.3;
转化为带权重的曼哈顿距离,同样利用软件计算,其中T2的σ值为0.7,T1和T3的σ值为0.4,r值为0.15,
计算H(11)=1.8,H(12)=2.6,H(13)=3.7,H(14)=3.5,H(15)=3.3;
H(21)=2.4,H(22)=2.1,H(23)=3.9,H(24)=3.6,H(25)=3.0;
H(31)=1.9,H(32)=2.1,H(33)=2.7,H(34)=3.5,H(35)=3.3;
遍历所有的H(iy),d1由T1输送,d2到T2和T3变电站带权重曼哈顿距离相同,但为了释放高输出功率的2号变电站,,d2由T1输送;d3由T3输送,d4由T3输送,d5由T2输送。
最后应说明的是:以上所述仅为本发明的优选实施例而已,并不用于限制本发明,尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明,对于本领域的技术人员来说,其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改,或者对其中部分技术特征进行等同替换。凡在本发明的精神和原则之内,所作的任何修改、等同替换、改进等,均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种基于智慧用电的安全监控管理***,其特征在于:该安全监控管理***包括区域监控模块、区域信息接收模块、异常检测模块和电量负荷监测模块;
所述区域监控模块根据区域用电性质的区别,分类用电区域,切换***对不同区域的关注程度,并选定关注的区域;
所述区域信息接收模块接收区域内电力设备传输的数据,并且能够主动地获取指定的电力数据;
所述异常检测模块将数据进行分析,查找异常输电线路和用电节点;
所述电量负荷监测模块基于预期发电量,计算时间段内用电缺口,做出限电调电计划。
2.根据权利要求1所述的一种基于智慧用电的安全监控管理***,其特征在于:所述区域监控模块包括区域用电监控单元、区域线路监控单元和区域送电监控单元;
所述区域用电监控单元记录存储区域内用电单位,根据用电单位进行分类,得到不同区域的用电载荷情况;
所述区域线路监控单元基于区域内用电单位的变化情况,变更输电线路;
所述区域送电监控单元对区域内发电厂和变电站进行监控,监测发电厂送电量和变电站工作状态。
3.根据权利要求1所述的一种基于智慧用电的安全监控管理***,其特征在于:所述区域信息接收模块包括用户信息单元、电路信息单元和信息查找单元;
所述用户信息单元捕获用电单位的用电信息;
所述电路信息单元监测电路运输线路的负载情况,并监测电路的电流电压信息;
所述信息查找单元用来实现对具体用电单位或具体电路传输节点的查询关注。
4.根据权利要求1所述的一种基于智慧用电的安全监控管理***,其特征在于:所述异常检测模块包括数据分析单元、异常上报单元和数据可视化单元;
所述数据分析单元在选定特定分析对象后,基于负荷曲线进行匹配分析,得到具体分析结果;
所述异常上报单元基于分析单元的结果,将异常数据上报;
所述数据可视化单元将数据转换为可视化信息,图像化表示。
5.根据权利要求1所述的一种基于智慧用电的安全监控管理***,其特征在于:所述电量负荷监测模块包括电量监测单元和综合调配单元;
所述电量监测单元统筹计算区域内总用电量,对用电超出的单位进行监测限电;
所述综合调配单元进行区域间用电的调配,均衡区域间用电压力。
6.一种基于智慧用电的安全监控管理方法,该方法包括以下步骤:
S1、获取用电用户信息,输电线路信息和实现特定信息的精准查询;
S2、基于捕获的数据进行分析并可视化,对异常状态进行上报处理;
S3、选定关注用电区域,并实时调度,优化区域内送电选择;
S4、统筹计算区域总用电情况,规划区域用电和输电之间的平衡,并在区域之间进行输电调度。
7.据权利要求6所述的一种基于智慧用电的安全监控管理系方法,其特征在于:在步骤S1中,在电网接入环节中,记录用电用户的信息,所述用户信息单元用于记录用户用电性质,其中用户分为商业用电用户和民用用电用户,将一个区域内的民用用电用户统合成一个单元,进行总的管理;所述电路信息单元,基于故障录波器和红外温度监控设备,监测电压和电流量,运行线路的表面温度,获取传输电路中的所有相关信息;所述信息查找单元用于按照检所要求,查找相关信息,具体的,该信息查找单元可根据用电用户具体名称进行查找;设定用户用电量,筛选出用电量超标的用户,并进行标记;按照传输线路进行信息查找,所述传输线路由各个节点进行区别,该信息查找单元可按照传输线路名称进行查找,搜索传输线路的电流电压和负载信息,电路表面温度信息。
8.据权利要求6所述的一种基于智慧用电的安全监控管理系方法,其特征在于:在步骤S2中进行数据分析;对用电端口用电情况进行分析处理,分析不同时段用电端口的峰值用电量,并统合所有用电端口的用电数据,计算不同时刻内,区域用电总量的负荷,绘制用电负荷曲线,并按照日期和端口号进行曲线负荷图的命名;当曲线y值超过对应供电变电站输出电量时,表示该时刻供电超负荷,由异常上报单元进行数据抛出,并上报给工作人员;分析不同时刻变电站电压变化,对于升压变电站的电压波动数据进行分析,基于变电站设计电压和变电站实际电压,升压变电站的波动值不应超过规格书要求,若波动明显超过阈值,对异常进行上报处理;对运输电路进行分析处理;引入皮尔逊相关系数,来分析相似线路温度差异,检测线路温度异常:
S201、分类传输线路,对相同用材,且载荷电压相同的线路进行比较;
S202、获取相似传输线路的温度值,记每段线路为Ri(i=1,2,3···n),为减小检测误差,在每个节点设置一个红外温度监测设备,测量得到线路温度值Ri,j和Ri,j+1,为同一条线路的左右两个红外温度监测设备的检测结果;计算所有相似线路的平均温度值
S203、计算温度相似度SIMi
S204、对温度相似度低的线路进行异常抛出,并上报处理。
9.据权利要求6所述的一种基于智慧用电的安全监控管理系方法,其特征在于:在步骤S3中,基于区域用地功能划分用电区域,进行能耗区域划分,基于异常发生频率,进行隐患区域划分;收集区域内用电单位变迁信息,并重点关注高能耗企业的变更,调整区域能耗的划分;对区域内输电线路进行监控,检测输电线路的电流电压,对区域内的发电厂和变电站进行监控,检测发电站的发电功率,变电站接受电能和电能分配情况;在选定用电区域后,基于监控得到的信息,按照变电站输送功率和变电站输送范围内用电载荷,判断变电站工作负载,并就近调取最近负荷最小变电站分担输电压力;按照如下步骤进行电力的输送:
S301:构建任务列表;
S302:构建变电站列表;
S303:设定任务列表内所有用电单位需求的电量总和为SE,即计划平均每个变电站输出电量为ETi
S304:对比TTi和ETi,当TTi大于ETi时,将该变电站Ti加入数列OM,该数列OM包含的变电站输送能力弱于区域要求的平均输出额度;当TTi小于ETi时,将该变电站Ti加入数列NM,该数列NM包含的变电站输送能力强于区域要求平均输出额度;
S305:计算从变电站Ti到输电端口Y的消耗COSTiy
S306:记录COSTiy为权重,根据变电站的输电能力赋值权重系数σ,对变电站输电能力强于区域要求平均输出额度的,σ值大,对变电站输电能力弱于区域要求平均输出额度的,σ值小,σ是一个常参数,可由软件拟真获取;计算变电站Ti到输电端口的曼哈顿距离;
S307:遍历所有变电站至输电端口的曼哈顿距离,对每个输电端口而言,接收来自最短曼哈顿距离的变电站的电力输送,其中,对一个输电端口而言,当多个变电站到其的曼哈顿距离值在一个范围r内,r为浮动取值,表达为一个较小的误差允许值;优先选取来自数列OM的变电站进行电力输送。
10.据权利要求6所述的一种基于智慧用电的安全监控管理系方法,其特征在于:在步骤S4中,统筹计算区域总用电情况,并根据不同区域之间用电差异,进行电路的调度输送和限制;在高能耗区域进行限电管理,基于发电厂供应电量和区域内用电设施的优先级进行分类管理,优先对重要的不能停机的企业进行供电输送,同时调度区域内其他企业进行错峰生产;基于发电厂供电预期,对预期供电不足情况进行预估,进行限电预警,并搜索其他用电负荷小的区域,从其他区域进行输电调度;对于低能耗的区域,进行输电合并,并切换输电功率较低的发电厂和变电站对低能耗区域进行供电;基于往年用电情况,***学习预测用电高峰期,提前为供电不足情况进行预案,提高发电设备效率,或跨区调度输电。
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